Отказы фазовращателей

В настоящее время в ФАР широко применяются ферритовые и полупроводниковые фазовращатели. Основными видами отказов фазовращателей являются обрывы и короткие замыкания в цепях управления и питания. Во всех случаях фазовращатель становится неуправляемым, фаза поля будет устанавливаться с некоторой ошибкой D. Под ошибкой понимается разность фаз:

,

где j_у – фаза, установленная на излучающем элементе; j_п – фаза, которая должна быть выставлена по программе спецвычислителя. Возможное количество исходов отказов определяется структурой фазовращателя. Например, в дискретном ферритовом фазовращателе (рис. 3.4) только за счет обрывов управляющих обмоток может быть семь исходов отказов:

обрыв только в одной из обмоток секции при всех остальных исправных – три исхода отказа;

обрыв одновременно в двух секциях при одной исправной – три исхода отказа;

Рис. 3.4

обрыв одновременно во всех секциях – один исход отказа. Другие исходы отказов связаны с короткими замыканиями обмоток (семь исходов отказов) и комбинациями коротких замыканий и обрывов (девять исходов отказов). Каждому исходу отказа соответствует оп-

ределенная условная вероятность его появления в заданном интервале времени 0....t и определенные ошибки в установлении фазы. Например, для 1-го состояния фазовращателя, при котором имеется обрыв одной обмотки 1-й секции при исправных остальных секциях, фазовые ошибки будут иметь значения, указанные в таблице.

Таблица

Изменения амплитуды при отказах фазовращателей незначительны, и их влиянием по сравнению с влиянием фазовых ошибок можно пренебречь.

Отказы в фазовращателях в виде полного выключения элемента маловероятны. Такие отказы могут возникать, например, в результате механических разрушений проходных фазовращателей. Распределение отказавших элементов по раскрыву в приемных ФАР равновероятное. В передающих ФАР при неравномерном амплитудном распределении вероятность отказа элементов в центре несколько выше. При больших уровнях мощности возможно самосбрасывание полупроводниковых фазовращателей.

Отказы усилителей

В активных ФАР в состав каждого модуля входит усилитель, в котором возможны следующие виды отказов:

выключение усилителя;

случайные изменения амплитуды и фазы выходного сигнала вследствие изменения режима питания, старения элементов и т. п.

Если усилитель работает на несколько пассивных излучателей, то его отказы вызывают изменения амплитуды и фазы на раскрыве ФАР у компактной группы элементов. Отказы компактной группы элементов возникают и при отказах в системе управления, если управление фазой осуществляется не

Рис. 3.5

поэлементно. Таким образом, в результате отказов элементов излучающей системы и системы возбуждения на раскрыве ФАР возникают ошибки в установке амплитуды и фазы. Области, занятые отказавшими элементами, могут быть разнообразными по форме и различным образом располагаться на излучающей апертуре (рис. 3.5).

Так, в случае отказа отдельных фазовращателей в раскрыве имеются ячейки 1, в пределах которых амплитуда и фаза поля отличны от требуемых. Ячейки, определяемые отказавшими элементами, могут образовывать группы 2. Конфигурация групп и их положение на апертуре случайны. При отказе усилителей, нагруженных на несколько излучателей, на раскрыве образуются области 3 с фиксированным числом ячеек, случайным образом распределенные по раскрыву. Амплитуда поля в таких областях равна нулю. На эти же группы ячеек могут приходиться отказы в отдельных модулях. В указанном случае следует учитывать только один отказ – выход из строя усилителя.